Versjon oktober Programmet er utarbeidet og eiet av: Sivilingeniør Ove Sletten Saturnvegen 2B 7036 Trondheim. Tlf.

Transkript

1 Versjon oktober 2010 Programmet er utarbeidet og eiet av: Sivilingeniør Ove Sletten Saturnvegen 2B 7036 Trondheim Tlf Copyright 1996 Ove Sletten

2 2 Innhold 1 FØR DU STARTER Minimum systemkrav Installasjon av programmet Sikkerhetskopi PROGRAMOVERSIKT Hva kan programmet brukes til Aksesystem og fortegnsregler Hvordan flytte markøren på skjermen Hente og lagre datafiler Standard materialdata Standard armeringsdata Standard utskriftsfont Standard datafiler FORKLARING AV 1. SKJERMBILDE Menylinjen Kommandoer for inndata FORKLARING AV DATAGRUPPENE Tverrsnittdata Armeringsdata / Spennarmeringsdata Materialdata Lastdata Bjelkeprofil Bjelkenese Utsparinger Samvirkepåstøp BEREGNINGSRESULTATER... 9

3 3 5.1 Utløfting fra form Transport Momentkontroll Risskontroll Skjærkontroll Samvirkebøyler Bjelkenese Bjelkehylle Utsparinger Forblindinger Nedbøyning Oppleggskrefter TEORI Kontroll av oppspenningstilstand Kontroll av transportfasen Beregning av svinn-og kryptall Relaksasjon Momentkontroll i bruddgrensetilstand Beregning av tapskrefter i spennarmering Skjærkontroll i bruddgrensetilstand Risskontroll Nedbøyning Beregning av bjelkenese Beregning av utsparinger Beregning av oppleggshylle Beregning av spaltestrekkbøyler Beregning av forankringsbøyler i bjelkeende Beregning av samvirkebøyler PROGRAMREVISJONER... 23

4 4 8 REFERANSER Før du starter 1.1 Minimum systemkrav MicrosoftWindows operativsystem 3.1 eller senere PC med en prosessor eller høyere Minst 4 MB ledig minne Harddisk Microsoft Mouse eller et kompatibelt pekeredskap 1.2 Installasjon av programmet Installasjonsveiledning blir sendt sammen med programmet. Det sendes over internett. 1.3 Sikkerhetskopi Før du installerer programmet kan du lage en sikkerhetskopi av programdisketten, til eget bruk. 2 Programoversikt 2.1 Hva kan programmet brukes til E-BJELKE er et program for beregning av spennarmerte eller slakkarmerte bjelker / dekker i betong. Statisk system: fritt opplegg i begge ender, med mulighet for utkragere. Utkragere kan være forskjellig ved utløfting fra form, ved transport og etter montasje. Bjelken kan ha fall i overkant, ensidig eller tosidig. Bjelken kan ha samvirkepåstøp, som beregnes spesielt. Bjelken kan ha neseopplegg som beregnes spesielt. Armering rundt utsparinger blir beregnet, for rektangulære eller sirkulære utsparinger. Virkning av last på bjelkehylle og eventuelle forankringskrefter beregnes. Det er lagt inn typiske standard tverrsnittformer i programmet

5 5 2.2 Aksesystem og fortegnsregler Z Y Vi benytter et høyrehånds aksesystem, som vist ovenfor, og med X-aksen langs bjelken Positive moment og kraftvektorer peker i akseretningene. Positivt moment gir strekk i overkant, og positiv aksialkraft gir strekk. 2.3 Hvordan flytte markøren på skjermen Ved hjelp av piltastene kan du flytte markøren mellom datafeltene. Ved hjelp av TAB eller SHIFT + TAB kan du flytte markøren til alle datafelter, kommandoknapper og valg eller avkryssningsknapper. I tabellformer (f.eks. inndata for utsparinger), kan en flytte markøren horisontalt ved hjelp av TAB eller SHIFT+TAB, og vertikalt ved hjelp av piltastene. Du kan plassere musepeker på alle datafelter, kommandoknapper og valg eller avkryssningsknapper, og trykke venstre museknapp. Du kan trykke en kommandoknapp ved å trykke ALT + BOKSTAV. BOKSTAV er da den bokstav som er understreket i teksten på kommandoknappen ( f.eks. A i Avbryt ) 2.4 Hente og lagre datafiler På 1. skjermbildet kan en hente og lagre data under menyvalget FILE. Velg ÅPNE for å hente en en datafil, og LAGRE for å lagere en datafil. På skjermbildet for utskrift kan en også lagre data ved å trykke på kommandokanapp for LAGRE DATA. Her kan en også kontrollere at fila er lagret før en skriver ut. På utskriften vil det da stå navnet på datafila, øverst på 1. side. 2.5 Standard materialdata På skjermbildet for MATERIALDATA, er det en kommandoknapp for å lagre standard materialdata. Det datsettet som du da lagrer vil bli benyttet som ditt standard datasett ved senere kjøringer. 2.6 Standard armeringsdata På skjermbildet for GENERELLE ARMEINGSDATA FOR BJELKE eller DEKKE, er det en kommandoknapp for å lagre standard armeringsdata. De verdiene som da er angitt for armeringsoverdekning, minste avstand mellom armeringsstenger, og minste avstand mellom armeringslag, vil bli benyttet som standardverdier. Det kommer også opp et eget skjermbilde for å angi standard armeringsdiametre. Det datsettet som du da lagrer vil bli benyttet som ditt standard datasett ved senere kjøringer. 2.7 Standard utskriftsfont På skjermbildet for utskrift er det en kommandoknapp for å lagre standard utskriftsfont. Den font som du da lagrer vil bli benyttet som din standard utskriftsfont ved senere kjøringer. Velg Times New Roman, Ariel eller en annen font hvor skriften kan pakkes tettere sammen.

6 6 2.8 Standard datafiler Du kan lagre datafiler med standard tverrsnittsformer (f.eks. SIB, IB, DT,huldekke) på en egen katalog. Du kan da også lagre standard materialdata og typisk armering på samme fila. Når du skal kjøre en beregning, så kan du hente opp en standard datafil, legge inn de aktuelle lastdata, profildata o.s.v., og tilpasse armeringen, og evt justere tverrsnittdata. 3 Forklaring av 1. skjermbilde 3.1 Menylinjen File. Under denne kan du hente eller lagre datasett, eller avslutte programmet Beregning. Du må trykke på denne for å starte en beregning. De øvrige menyvalg har samme funksjoner som kommandoknappene nedenfor. En kan velge mellom bruk av kommandoknapper eller menyer. 3.2 Kommandoer for inndata Tverrsnitt. Først må du velge riktig tverrsnittype: T, I, rektangel, huldekke, DT el. DLB Utspar. Utsparinger kan være rektangulære el. sirkulære / ovale Påstøp. Data for samvirkepåstøp: Påstøpen kan ha variabel tykkelse. Material. Betongkvalitet, stålkvalitet, rel.fukt., eksponeringsklasse, min.overdekning m.m. Last. Lastfaktorer, samt jevnt fordelt last, punktlaster, trapeslaster, oppspenning og formsug Profil. Her bestemmer du bjelkeprofil, med utkragerlengder og evt. bjelkenese Hylle. For tverrsnittype DLB må du angi data vedr. lastplassering på hylle Armering. Data for armering i ok og uk, samt "generelle armeringsdata" Spennarm. Data for spennarmering i ok og uk, samt "generelle armeringsdata" Oppspenn. Oppspenningskrefter samt kabelføring i ok (horisontal eller med fall), samt evt forblinding av spennkabler Ved å trykke på denne knappen kan du få utskrift av data og beregningsresultater Ved å trykke på denne knappen får du et forstørret bilde av bjelkeprofil og tverrsnitt med armering. 4 Forklaring av datagruppene 4.1 Tverrsnittdata En kan velge mellom 6 typiske tverrsnittsformer. Klikk på øyet for å se den angitte tverrsnittfigur, samt beregnede tverrsnittdata. For huldekke kan en benytte 4, 5eller 6 hull. Programmet vil kontrollere tillatte armeringsposisjoner basert på antall hull. Merk! En kan få frem spesielle tverrsnittformer ved å sette enkelte tverrsnittdata = 0. En kan f.eks. få til trapesformet tverrsnitt fra T-tverrsnitt.

7 7 4.2 Armeringsdata / Spennarmeringsdata Armeringsdata er fordelt på to skjermbilder, GENERELLE ARMERINGSDATA og ARMERINGSDATA GENERELLE ARMERINGSDATA inneholder generelle data som overdekning, avstand fra kant for hvert armeringslag, senteravstand. ARMERINGSDATA angir selve armeringen, diameter, antall og armeringslag nr, for armering i overkant og underkant. Antall Antall armeringsstenger D(mm) Armeringsdiameter (Ekvivalent diameter for spennkabler. D.v.s. Areal = r r, r=d/2) Lagnr Armeringslag nr. Avstand til kant for hvert lag er angitt under GENERELLE ARMERINGSDATA. Merk! Hvis spennkabler i overkant er horisontale og bjelken har fall, så skal en angi avstand til kant i bjelkeenden, der hvor armeringen er nærmest overkant. 4.3 Materialdata Det ligger inne et standard datasett, som en selvsagt kan endre. En kan lagre et nytt standard datasett ved å trykke på kommandoknappen Lagre som standard datasett. Effektiv høyde, ho: Denne benyttes for beregning av kryp og svinn (/1/ 3.1.4(5) ). Programmet beregner en verdi, basert på tverrsnittdata. Du kan angi en annen verdi. For hulldekke og HDkomprimert vil programmet overstyre valg av ho, og sette den til 360. Min. overdekning.. Programmet viser minste tillatte overdekning som er beregnet i henhold til /1/ tabell NA.4.4N. Du må først velge eksponeringsklasse. Du kan angi toleranse for overdekning. Totalt krav til overdekning blir min. krav + toleranse. 4.4 Lastdata Fortegnsregler: Positiv lastretning er nedover. Positivt moment gir strekk i overkant. Lastfaktorer. Lastfaktorer for bruksgrense (nedbøyning og risskontroll), og bruddgrense, skal angis. Lastfaktor i bruddgrense må nå angis både for B1 og B2 ( /2/ Tabell NA.A1.2(B)). Pålitelighetsklasse må angis. Programmet bestemmer lastfaktorer basert på /2/ Tabell NA.A1.1, Tabell NA.A1(904) og 6.5.3(2). Pålitelighetsklasse 1 får redusert lastfaktor for bruddgrense. Alle laster blir multiplisert med disse lastfaktorene. Formsug ved avforming. Brukes ved spenningskontroll for utløfting fra form Elementets romvekt. Brukes til å beregne egenvekt av bjelken Horisontalkraft i oppleggspunkt. Her kan du gi inn en faktor for horisontalkraft i oppleggspunkt. H= faktor x oppleggskraft. Benyttes til beregning av forankringsarmering i bjelkeende. Jevnt fordelt last. Jevnt fordelt last på bjelken eller på bjelkehylle ( tverrsnittype DLB)

8 8 Punktlast. Punktlaster på bjelken eller på bjelkehylle ( tverrsnittype DLB). Du skal angi avstand fra punktlasten til venstre bjelkeende, egenvektsdel og nyttelastdel. For tverrsnittype BLB skal du også agi lastposisjon (0=venstre hylle, 1=ok bjelke, 2=høyre hylle) Trapeslast. Trapestlaster på bjelken eller på bjelkehylle ( tverrsnittype DLB). Du skal angi avstand fra trapeslasten til venstre bjelkeende, egenvektsdel og nyttelastdel. For tverrsnittype BLB skal du også agi lastposisjon (0=venstre hylle, 1=ok bjelke, 2=høyre hylle) Bjelkehylle. Gjelder tverrsnittype DLB. Lastplassering på bjelkehylle, og plassering av forankringskrefter Spennkabler. Oppspenningskrefter, plassering i ok (horisontalt eller med fall), avspenning: rask eller myk, og forblindinger. Nederst på skjermbildet vises et grafisk bilde av de innleste lastdata. I dette bildet er egenvekt og nyttelast slått sammen. 4.5 Bjelkeprofil Her angir du bjelkens lengde og form, samt statisk system ( d.v.s. utkragerlengder) Du kan velge mellom rett bjelke, ensidig fall og tosidig fall. Hvis bjelken har ensidig fall, så gjelder de innleste tverrsnittdata for høyre bjelkeende. Hvis bjelken har tosidig fall, så gjelder de innleste tverrsnittdata for det snitt hvor bjelken er høyest. Du skal angi utkragerlengder for utløfting fra form, transport, og ferdig montert. 4.6 Bjelkenese Under bjelkeprofil kan du trykke på kommandoknapp for BJELKENESE. Du kan ha bjelkenese i høyre ende, venstre ende eller begge ender, og du kan ha forskjellig bjelkenese i venstre og høyre ende. Hvis bjelkenese er lik i begge ender, så angir du bare data for venstre bjelkenese. Du skal angi data for høyde og lengde av bjelkenese, plassering av oppleggspunkt, skråarmering, plassering av vertikale bøyler, armeringsdiametre og dimensjonerende stålspenning for skråarmering. Merk! Plassering av oppleggspunkt i bjelkenese bestemmer bjelkens utkragerlengde. 4.7 Utsparinger Du kan legge inn rektangulære eller sirkulære / ovale utsparinger. Du angir avstand til venstre ende av bjelken, avstand fra uk bjelke til uk utsparing, bredde og høyde av utsparingen. 4.8 Samvirkepåstøp Du kan legge inn samvirkepåstøp med konstant tykkelse, eller med tykkelse som varierer langs bjelken. Påstøpens effektive bredde må angis for alle tverrsnittyper untatt DT og HULDEKKE. For disse tverrsnittypene regner programmet med at påstøpens bredde = elementets bredde. Du kan angi armering i påstøpen. Du kan angi at en del av påført egenvekt kommer etter at samvirke er etablert. Fugetype mot påstøpen kan være RU, FORTANNET eller GLATT.

9 9 5 Beregningsresultater 5.1 Utløfting fra form Hvis bjelken er spennarmert, så kontrollerer programmet utløfting fra form Beregningsresultatet fremstilles grafisk som vist nedenfor. Maks stålspenning i overkant, utnyttelsegrad (SigmaS/fsd), maks betongspenning i underkant og utnyttelsesgrad (SigmaC/fcd), skrives ut Hvis det er behov for tilleggsarmering i overkant, så vises det grafisk., og maks tilleggsarmering skrives ut under armeringsdata. 5.2 Transport Programmet kontrollerer transportfasen på tilsvarende måte som utløfting fra form, men med 50% dynamisk tillegg på egenvektslasten. Det kan være forskjellig utkragerlengde for utløfting og transportfase. Programmet vil gi en melding hvis maksimal betongtrykkspenning eller stålspenning blir for stor i transportfasen. 5.3 Momentkontroll Programmet kontrollerer bøyning om Y-aksen i bruddgrensetilstand. Det benyttes korttids Emodul ved tøyningsberegning, og det tas samtidig hensyn til spenningsomlagring mellom betong og armering, (tap i spennkraft) på grunn av svinn og kryptøyninger og relaksasjon. Beregningsresultatet fremstilles grafisk som vist nedenfor. Beregningsresultatet skrives ut for det snitt som er mest utnyttet for strekk i uk, og tilsvarende for strekk i ok for bjelke med stor utkrager. Moment i bruddgrensetilstand skrives ut, utnyttelsgrad (M/Md), største betongspenning i snittet, samt tøyninger i uk og ok.

10 Risskontroll For bjelke og dekketverrsnitt blir risskontroll utført i henhold til /1/ Standardverdi for kt er 0.4 ( langvarig belastning ) i ligning (7.9). Beregningsresultatet fremstilles grafisk som vist nedenfor. Beregningsresultatet skrives ut for det snitt som er mest utnyttet for strekk i uk, og tilsvarende for strekk i ok for bjelke med stor utkrager. Maks rissvidde skrives ut, utnyttelsgrad (W/Wd), rissavstand, samt beregnet aksialkraft og moment for risskontroll i brukstilstand. 5.5 Skjærkontroll Statisk nødvendig skjærarmering og minimumsarmering vises grafisk. I tillegg skrives det ut en tabell med beregninsresultater for samtlige snitt. Tabellen innholder følgende data. Vgamma Full skjærkraft i bruddgrensetilstand Vredusert Redusert skjærkraft i henhold til /1/ 6.2.1(8) og 6.2.2(6). VRd,max Trykkbr. Kapasitet for trykkbrudd i henhold til /1/ (6.9) og (6.14). VRd,c (uarmert) Kapasitet for strekkbrudd uten skjærarmering, i henhold til /1/ (6.2a), (6.2b) og NA Stat.nødv(mm2/m) Statisk nødvendig skjærarmering Min.arm (mm2/m) Minimumsarmering Maks bøyleavstand Maks tillatt bøyleavstand i mm Hvis kapasitet for trykkbrudd er overskredet, så skrives det ut en melding på utskriften 5.6 Samvirkebøyler Statisk nødvendig armering og minimumsarmering gjennom støpeskjøt vises grafisk. I tillegg skrives det ut en tabell med beregninsresultater for samtlige snitt. Tabellen innholder følgende data. Vgamma Full skjærkraft i bruddgrensetilstand Skjærspenning (N/mm 2 ). Skjærspenning i støpeskjøt. Stat.nødv(mm 2 /m) Statisk nødvendig skjærarmering Min.arm (mm 2 /m) Minimumsarmering Maks bøyleavstand Maks tillatt bøyleavstand i mm

11 Bjelkenese Dimensjonerende oppleggskraft i bruddgrensetilstand. Dimensjonerende horisontalkraft i bruddgrensetilstand. Andel av oppleggskraft som taes av skråarmeringen. Horisontalarmering i uk nese. Horisontalbøyler i uk nese. Trykkarmering i ok nese. Skråarmering. Vertikale bøyler ved kant nese. Forankringsarmering i uk nese. 5.8 Bjelkehylle Ngamma: Dimensjonerende last i bruddgrensetilstand. Asv: Opphengsarmering. Ash: Horisontalarmering i ok hylle. Ngamma/Nd: Trykkbruddkapasitet For punktlaster skrives også ut avstand til venstre bjelkeende og fordelingsbredde. For trapeslaster skrives også ut avstand til venstre bjelkeende for begge endepunkter. Hvis bjelken er fastlåst mot vridning, så skrives følgende beregningsresultater ut: Vridningsmoment. Stabiliserende moment p.g.a. friksjon. Moment som opptas av forankringskraft. Forankringskraft. 5.9 Utsparinger Sammen med utsparingsdata skrives beregnet skjærkraft i overgurt og undergurt. Horisontalarmering over og under utsparingen, og ved overkant og underkant bjelke. Bøylearmering over og under utsparingen. Bøylearmering på hver side av utsparingen Forblindinger Hvis det er benyttet forblindinger, så skrives det ut antall forblindinger og forblindingslengder for begge bjelkeender Nedbøyning Nedbøynig skrives ut for følgende tidspunkt. Avforming. Etter montasje: last G1: egenvekt av bjelken Etter montasje: last G1 + G2: egenvekt og påført egenvekt + langtidsdel av nyttelast Etter lang tid: last G1 + G2 Etter lang tid: last G1 + G2 + nyttelast i midtfelt. Etter lang tid: last G1 + G2 + nyttelast på utkrager Oppleggskrefter Oppleggskrefter skrives ut for bruksgrensetilstand og bruddgrensetilstand.

12 12 6 Teori 6.1 Kontroll av oppspenningstilstand Som last benyttes oppspenningskrefter for spennkablene, samt moment på grunn av bjelkens egenvekt. Lastene multipliseres med lastfaktorer for bruksgrense. Kontroll av betongtrykkspenning utføres i henhold til /1/punkt 6.1. Det benyttes da et arbeisdiagram for betong som vist i /1/ punkt 3.1.7, figur 3.3, med fcd som den miste av 0.5fck,cube og 0.6fckj. Dette er i samsvar med /3/ E1, punkt For huldekke regnes det også med at betongen kan ta noe strekk. Dim. strekkfasthet, ftk1 = ftk fck1 / fck. D.v.s. strekkfasthet ved oppspenning er redusert med samme faktor som trykkfasthet. For andre tverrsnittyper regnes det ikke med betongens strekkfasthet. Maksimal tillatt armeringsspenning i slakkarmering, eller spenningsøkning i spennarmering, er satt til 190 N/mm 2. Hvis armeringsspenningen blir overskredet, så legger programmet inn tilleggsarmering i overkant, og tilleggsarmeringen blir vist grafisk på utskriften. Programmet beregner en tøyningstilstand som gir likevekt mellom indre spenninger og påførte laster, og tøyningene er da basert på at plane tverrsnitt forblir plane. Hvis det ikke finnes en likevektstilstand på grunn av for liten kapasitet på trykksiden, så legger programmet inn noe forblinding av kabler i bjelkens endeparti, og foretar ny kontroll. Programmet legger også inn forblinding hvis beregnet betongtøyning > c Kontroll av transportfasen. Som last benyttes oppspenningskrefter for spennkablene, samt moment på grunn av bjelkens egenvekt. Egenvekt multipliseres med lastfaktorer 1.5 for dynamisk tillegg. Det kan være forskjellig utkragerlengde for lagring og transport. Programmet vil gi en melding hvis tillatte spenninger blir overskrede i transportfasen. 6.3 Beregning av svinn-og kryptall Svinn- og kryptall benyttes både til momenkontroll og beregning av nedbøyning. Beregningene utføres i henhold til /1/ og tillegg B. I første tidsrom, fra utstøping til lastpåføring (vanligvis 28 døgn), benyttes en spesiell relativ fuktighet ved beregningene. Denne blir angitt under materialdata. Fra lastpåførig til t=5000 (antatt brukstid for konstruksjonen), benyttes den ordinære relative fuktighet som bruker har angitt under materialdata. 6.4 Relaksasjon Relaksasjonstap beregnes etter /1/ 3.3.2(7) med t = timer. Det forutsettes relasajonsklasse 2, tråd eller tau- lav relaksasjon. Relaksasjon medfører noe tap av spennkraft. I tillegg beregnes tap av spennkraft på grunn av svinn og kryp. 6.5 Momentkontroll i bruddgrensetilstand Som last benyttes oppspenningskrefter for spennkablene, korrigert for spenningstap på grunn av kyp og svinn, samt angitte laster for egenvekt og nyttelast. Oppspenningskreftene har lastfaktor 1.0. De øvrige lastene multipliseres med lastfaktorer for bruddgrense.

13 13 Programmet beregner en tøyningstilstand som gir likevekt mellom indre spenninger og påførte laster, og tøyningene er da basert på at plane tverrsnitt forblir plane. Hvis det ikke finnes en likevektstilstand (f.eks. for liten kapasitet på trykksiden, eller for lite strekkarmering), så søker programmet seg frem til et lavere moment som er grenseverdien for tverrsnittes bæreevne. Ved beregning av tverrsnittets momentkapasitet, vil enten betongens trykktøyning være fullt utnyttet ( cu), eller en vil ha maks tillatt strekktøyning i armeringen. Tøyningen på motsatt kant blir tilpasset slik at indre aksialkraft blir like stor som ytre aksialkraft i betongen på grunn av spennkrefter. Hvis tverrsnittet ikke er spennarmert, så blir den indre aksialkraften = 0. Betongtrykkspenninger beregnes i henhold til /1/ 3.1.7, figur 3.3. Med gitt betongkvalitet, samt tilslagets spesifikke vekt, beregner programmet grenseverdiene c2, cu2, fck og fcd, basert på /1/ tabell 3.1, samt 3.1.6(1) og NA.3.1.6(1) for fcd, og 3.1.6(2) og NA.3.1.6(2) for fctd. Armeringsspenninger beregnes i henhold til /1/ figur 3.8 og figur Det regnes med en stigende spenningskurve etter at flytespenning er nådd, i figur 3.8, men maks 1% spenningsøkning. Det regnes ikke med spenningsøkning for spennarmering etter at flytespenning, fpd, er nådd i figur Emodul for slakkarming og spennarmering angis under materialdata. Bjelke med samvirkepåstøp. Kapasiteten kontrolleres før samvirke er etablert, med moment på grunn av egenvekt og påført egenvekt. Merk at bruker kan angi at en del av påført egenvekt skal først medregnes etter at samvirke er etablert. Hvis momentkapasiteten er for liten før samvirke er etablert, så skriver programmet ut en feilmelding. Etter at samvirke er etablert så regnes påstøpen som en del av tverrsnittet. Tøyningene beregnes utifra at plane tverrsnitt forblir plane. En regner med samme utvikling av svinntøyning i bjelke og påstøp etter at samvirke er etablert, og derfor ikke indre krefter på grunn av svinn. 6.6 Beregning av tapskrefter i spennarmering Programmet beregner en tøyningstilstand ved oppspenning, og en tøyningstilstand for de samme laster ved lastpåførigstidspunkt (t=28). Kraftomlagring for dette tidsrom beregnes på grunnlag av denne tøyningsendring, samt svinntøyning for samme tidsrom. På tilsvarende vis beregnes en tøyningstilstand på grunn av spennkrefter og egenvekstlaster, ved lastpåføringstidspunkt, og en tøyningstilstand etter 5000 døgn med samme laster, og kraftomlagring beregnes på grunnlag av denne tøyningsendring, samt svinntøyning for samme tidsrom. I tillegg taes det nå hensyn til relaksasjon (se ovenfor), ved at strekkspenninger i spennkablene reduseres ytterligere, og de ytre laster endres tilsvarende. 6.7 Skjærkontroll i bruddgrensetilstand Beregningene utføres i henhold til /1/ punkt 6.2. Det taes hensyn til aksialt trykk i henhold til punkt 6.2.2(1) - vinkel mellom tverrarmering og lengdeakse er antatt = 90 grader. bw- bredde av bjelkesteg beregnes for de forskjellige tverrsnittyper. Rektangel- bw = bredde av tverrsnittet I-tverrsnitt- bw = stegbredde T-tverrsnitt- bw = midlere stegbredde ( det kan være trapesformet bjelkesteg ) DT-tverrsnitt- bw = 2 midlere stegbredde ( det kan være trapesformet bjelkesteg )

14 14 L-bjelke- bw = stegbredde Huldekke- bw = bredde av tverrsnittet - sum av bredde av hullene. Hvis det trengs skjærarmering så beregner programmet statisk nødvendig armering i henhold til /1/ 6.2.3(2). Helningsvinkel på trykkdiagonal, Ø, er satt til 39 grader ( cot Ø = 1.239). Minimumsarmering beregnes i henhold til /1/ 9.2.2(5). Største tillatte bøyleavstand er angitt i /1/ 9.2.2(6). Trykkbruddkapasitet kontrolleres for full skjærkraft. Strekkbruddkapasitet kontrolleres for redusert skjærkraft i henhold til /1/ 6.2.1(8) og 6.2.2(6). Minste tillatte skjærarmering beregnes i henhold til /1/ (NA.9.5N) og største tillatte bøyleavstand er beregnet i henhold til /1/ (NA.9.6N). Krav om langsgående overflatearmering på bjelkestegets sider /1/ NA.9.7(1), og maks tillatt avstand på tvers mellom bøyleben /1/ (NA.9.8N) blir kontrollert av programmet. Det skrives ut en melding hvis kravene er aktuelle. 6.8 Risskontroll Som last benyttes oppspenningskrefter for spennkablene, egevektslaster og reduserte nyttelaster. Lastene multipliseres med lastfaktorer for bruksgrense. Beregningene utføres i henhold til /1/ og NA.7.3.4(3).. Dimensjonerende krefter for risskontroll f : lastfaktor for variabel last, for risskontroll (bestemt under Lastfaktorer i programmet) Mdim = Mg + f Mp (Mg er moment på grunn av egenvekt og spennkrefter. Mp er moment på grunn av nyttelast). Ndim = Ng + f Np (Ng er aksialkraft på grunn av egenvekt og spennkrefter. Np er aksialkraft på grunn av nyttelast). Det tas hensyn til tap i spennkrefter på grunn av kryp, svinn og relaksasjon, ved beregning av dimensjonerende krefter. Urisset betong Betongen antas urisset hvis største strekkspenning er mindre enn fctd.. Hvis betongen er urisset så avsluttes beregningen og beregnet rissvidde settes til 0. Beregning av rissvidden Tverrsnittets tøyningstilstand beregnes basert på opprisset tverrsnitt (betongen tar ikke strekk). Spennings - tøyningssammenheng er angitt i /1/ figur 3.2, og figur 3.8 for armeringen. Effektivt betongareal beregnes i henhold til /1/ figur 7.1 og NA.7.3.4(3), som angir en nedre grense for hc,eff., og sum av medvirkende armerings på strekksiden beregnes. Sr,max beregnes i henhold til /1/ (7.11) og Wk beregnes i henhold til /1/ (7.8) I ligning /1/ (7.9) benyttes kt = 0.4 (langvarig last).

15 Nedbøyning Nedbøyningen baserer seg på beregnede krumninger i hvert snitt i bruksgrensetilstand. Krumning beregnes i følgende tidspunkt. 1: Lagring av bjelken like etter utløfting fra form. (statisk system: lagring) 2: Lagring av bjelken etter 28 døgn (statisk system: lagring. Kryp- og svinn: 0_28 ) 3. Etter montasje: ( statisk system: ferdig montert. Last: egenvekt G1) 4. Etter montasje: ( statisk system: ferdig montert. Last: egenvekt G1 og påført egenvekt G2) For samvirkebjelke: 4a. Etter montasje: (ferdig montert, før samvirke. Last: egenvekt G1 og del av G2) 4b. Etter montasje: (ferdig montert, etter samvirke. Last: egenvekt G1 og G2) 5. Som 4 eller 4b, etter lang tid (Kryp- og svinn: 28_5000 ) 6. Som 4 eller 4b, + nyttelast i midtfelt 7. Som 4 eller 4b. + nyttelast på utkragere. Krumning på grunn av kryptøyning: 8: 0-28 døgn: ( punkt 2 - punkt 1, ovenfor ) 9: 28døgn døgn: (punkt 5 - punkt 4 el. 4b, ovenfor) Resulterende krumning etter lang tid med nyttelast i midtfelt: Punkt 6 + punkt 8 + punkt 9. Resulterende krumning etter lang tid med nyttelast på utkrager: Punkt 7 + punkt 8 + punkt 9.

16 Beregning av bjelkenese Ng: Dimensjonerende oppleggskraft i bruddgrense Ng_bruk: Oppleggskraft i bruksgrense (for risskontroll ) Hg: Dimensjonerende horisontalkraft i oppleggspunkt As_u1 : Tverrsnittareal i skråarmeringen med helningsvinkel u1. Ng_u1 : Den del av oppleggskraften som opptas av skråarmeringen Ng_v : Den del av oppleggskraften som opptas av vertikale bøyler med tyngdepunkt c1. fsd : dimensjonerende stålspenning. Dimensjonerende strekkspenninger i armeringen, fsd1, beregnes i henhold til /3/ C Det kontrolleres også mot /1/ Tabell 7.3N, som gir maks stålspenning i bruksgrense, fsd_bruk, avhengig av senteravstand. fsd2 = fsd_bruk * Ng/ Ng-bruk fsd blir da den minste av fsd1 og fsd2. Bjelkenese beregnes i henhold til /3/ pkt. C8.2.1, for krefter i bruddgrensetilstand. Skråarmeringen tar maks 0.33*oppleggskraft. Ng_u1 = fsd*as_u1*sin(u1) Ng_v = Ng Ng_u1 Kontroll av kapasitet for Ng uten skjærarmering. Ng reduseres i henhold til /1/ 6.2.2(6). Ng_red = Ng*a1/(2*d1) >= 0.25 * Ng. Kapasitet uten skjærarmering, Vrd,c, beregnes i henhold til/1/ 6.2.2(1). Hvis Ng_red er større enn Vrd,c, så kontrolleres skråarmering. As_u1 >= Ng_red / (fsd * sin(u1)). Hvis det er nødvendig så vil programmet automatisk øke skråarmeringen, og gi melding på skjermen. Momentarm for beregning av horisontalarmering i underkant av bjelkenese. z = 0.9 * d1 <= 2*a1. Hg = Ng*f. ( Ng er oppleggskraft og f er en faktor som bestemmes av bruker). Horisontalarmering: As = ( Ng_v*a1/z + Hg ) / fsd Vertikal bøylearmering ved kant ab bjelkenese: Asb = Ng_v / fsd Samme armeringsmengde legges som horisontal bøylearmering i underkant av bjelken. Minimumsarmering kontrolleres i henhold til /1/ NA (1). Trykkarmering i overkant settes lik minimumsarmering. Trykkbrudd kontrolleres i henhold til /1/ (6.9) og (6.14). Kapasiteten, Vrd,max, beregnes. Programmet gir en feilmelding hvis trykkbruddkapasitet er overskredet (Ng > Vrd,max). Nødvendig armeringslengder beregnes i henhold til /3/ fig. C8.13. Forankringslengde, lb, beregnes i henhold til /1/ Forankringslengde for skråarmering : 1.3*lb /1/ (4) Lengde av forankringsbøyler i underkant: 1.7 * Lb >= 700 mm.

17 6.11 Beregning av utsparinger Utsparinger beregnes etter forenklet vierendelteori, som angitt i /3/ pkt C Beregningsmodell er som vist i /3/ fig C2.7 og fig C2.8. For sirkulær utsparing benyttes samme modell, med et rektangel som omskriver sirkelen. Fordeling av skjærkraften på strekkgurt og trykkgurt ( vanligvis er undergurt strekkgurt, og overgurt er trykkgurt, men det kan være motsatt). Kraftfordelingen avhenger av midlere spenning i strekkgurten. Midlere spenning beregnes for trykkgurt og strekkgurt, i snitt midt i utsparingen, og de taes da hensyn til innlagd armering. strekkspenning > 0.5* fck : Trykkgurt tar all skjærkraft 0. > strekkspenning > 0.5* fck : Strekkgurt tar noe skjærkraft, basert på redusert stivhet. Fordeling av skjærkraft mellom overgurt og undergurt er som angitt i /3/ Horisontalarmerig mot utsparing og mot kant av bjelke beregnes på grunnlag av lokalt moment ved kant av utsparing + bidrag fra skjærkraft, men det taes hensyn til reservekapasitet for den ordinære armeringen i ok og uk bjelke. Vanligvis trengs det derfor ikke ekstra horisontalarmering i uk bjelke. Ved beregning av statisk nødvendig bøylearmering taes det hensyn til trykkraft i trykkgurten. Dimensjonerende stålspenning: fyd < = 0.8 * fyk.. 17

18 Beregning av oppleggshylle Hvis det er hylle på begge sider, så beregnes bjelkehylle uten fastlåsing, som vist på øverste fig. Hvis det er ensidig hylle, så beregnes vanligvis fastlåst hylle, og programmet beregner da de horisontale forankringskreftene som vist ovenfor. En del av den nederste forankringgskraften kan opptas direkte som friksjon mot bjelkehylle. Bruker angir friksjonskoeffisient. Dimensjonering av bjelkehylle blir utført i henhold til /3/ pkt C8.3.3 og C Dimensjonerende stålspenning: fyd < = 0.8 * fyk.. Beregning av forankringskrefter i fastlåst hylle: N - vertikallast på hylle b - stegbredde av bjelkesteg. y - avstand fra bjelkesteg til vertikallast på hylle. f - friksjonskoeffisient mot hylle. Mvri - vridningsmoment på grunn av verikallast på hylle Mfriksjon - stabiliserende moment på grunn av friksjonskraft mot hylle Mforankring - stabiliserende moment på grunn av nederste forankringskraft. Mvri = N*(y + 0.5*b) Mfriksjon = N*f*Z1 Mforankring = Mvri - Mfriksjon >= 0.0 Forankringskraft = Mforankring / Z2

19 19 For punktlast på hylle beregner programmet en fordelingsbredde bf, som vist i /3/ fig C Beregning av spaltestrekkbøyler Beregningen baserer seg på /4/ punkt 9. d - diameter som benyttet i programmet for spennkabel (nominell diameter: ca 1.15*d) h - bjelkens høyde i bjelkeende Pu - Samlet spennkraft i spennkabler i uk (kabler med forblinding er ikke regnet med) Po - Samlet spennkraft i spennkabler i ok fs - dimensjonerende stålspenning i bøylearmering ( fs <= 300 N/mm 2 ) lf = d * 30 * 1.15 ( 1.15 p.g.a. nominell diameter) a2 = minste(h,.5 * (lf + h)) Spaltestrekkarmeing = største(.22 * Pu / (fs * a2),.11 * (Po + Pu) / (fs * lf) ) Fordelingslengde = største(lf, a2) 6.14 Beregning av forankringsbøyler i bjelkeende Kontrollsnitt legges ved kant av effektiv oppleggsbredde. N - Oppleggskraft i bruddgrensetilstand ( positiv oppover ) M - Moment i bruddgrensetilstand i kontrollsnitt. ( negativ for strekk i underkant) V - Skjærkraft i bruddgrensetilstand i kontrollsnitt ( positiv verdi ) f - faktor for horisontalkraft ( H = N * f ) S - dimemnsjonerende strekkraft i horisontalarmeringen S1 - Kapasitet ved kontrollsnitt. fra innlagt slakkarmering i underkant. S2 - Kapasitet ved kontrollsnitt, fra innlagt spennarmering i underkant. z - indre momentarm x1 - avstand fra kontrollsnitt til enden av slakkarmering og forankringsbøyler. x - avstand fra kontrollsnitt til enden av bjelken lb - forankringslengde for slakkarmering lpt2 - forankringslengde for spennarmering ( /1/ Figur 8.17) lbpd - forankringslengde for spennarmering ( /1/ Figur 8.17) fs - dimensjonerende stål spenning i bøylearmering fyd - dimensjonerende stål spenning i slakkarmering p - dimensjonerende stål spenning i spennarmering Beregning av heftspenning og forankringslengde for slakkarmering utføres i henhold til /1/ 8.4, (8.2), 3.1.6(2) og NA.3.1.6(2) Ved beregning av kraften S1 er heftspenning over opplegg øket på grunn av oppleggstrykk i henhold til /1/ Tabell 8.2. Ved beregning av nødvendig lengde av forankringsbøylene er heftspenningen ikke øket. Dimensjonerende strekkspenninger i forankringsbøyler reduseres i henhold til /3/ C Dimensjonerende strekkspenning i forankringsbøylene kan bli ytterligere redusert, hvis x1 < lb,eq /1/ Figur 8.1d. fs <= fyd * x1/ lb,eq. dv: bidrag til kraft i strekkarmeringen på grunn av V. /1/ (6.18)

20 20 dv = 0.5*V *1.239 ( Regnet med θ = 39 grader og α = 90 grader ved beregning av skjærarmering). Hvis det ikke er skjærarmering så er dv = V S = dv - M /z + N * f >= 0.0 (M er negativ når det er strekk i underkant). Effektiv lengde med heftspenninger for spennarmering regnes fra bjelkens ende til kontrollsnitt * zuk (zuk er avstand fra underkant til tyngdepunkt for spennarmering i uk.. Tilsvarende for slakkarmering og for forankringsbøyler, men da regnes armeringens endepunkt til kontrollsnitt (x1) + 0.5*zuk. S1 = fyd *As *( x *zuk) / lb <= fyd*as forankringslengde ) (As er slakkarmeringsareal og lb er Beregning av heftspenning og forankringslengde for spennarmering utføres i henhold til /1/ Dimensjonerende stål spenning i spennarmering, p, bestemmes av /1/ Figur 8.17, kurve 2. S2 = p * AsSp ( AsSp er spennarmeringsareal i underkant ) Sd = ( S - S1 S2) >= 0. (dimensjonerende strekkraft i forankringsbøyler ) Sd bli justert hvis tyngdepunkt i bøylearmering ikke faller sammen med tyngdepunkt i strekkarmering. Forankringsareal = Sd / fs ( nødvendig forankringsarmering med armeringsbøyler, i tillegg til underkantarmeringen) Lengden av forankringsbøylene beregnes ved å ta hensyn til nødvendig forankringslengde, lb, fra kontrollsnitt innover i bjelken. /1/ 8.4. L = x1 + lb. Det beregnes i tillegg nødvendig forankringsareal i et snitt som er ca 0.025*spennvidden fra kant av opplegg. Basert på nødvendig forankringsareal i de to kontrollsnittene beregnes avstand fra opplegg til et snitt hvor det ikke trengs forankringsarmering. Programmet kontrollerer at forankringsbøylene går minst 100 mm forbi dette punktet. Minste lengde på forankringsbøylene : 700 mm 6.15 Beregning av samvirkebøyler Beregningen utføres i henhold til /1/ Det er regnet med glatt, ru eller fortannet kontaktflate, /1/ 6.2.5(2), og det er regnet med bidrag fra c (normalspenning vinkelrett på kontaktflaten fra egenvekt og nyttelast over støpeskjøten). VEd - skjærkraft i bruddgrensetilstand z - indre momentarm for hele tverrsnittet (medregnet påstøp) tp - tykkelse av påstøp x1 høyde av trykksone under støpeskjøt x2 høyde av hele trykksonen x3 høyde av tverrsnitt over støpeskjøt ( h1 h ).

21 21 p1 trykkraft under støpeskjøten. p2 trykkraft over støpeskjøten h1 høyde av tverrsnittet medregnet påstøp h høyde av tverrsnittet under støpeskjøt bi - fugebredde fyd - dim stålspenning i bøylearmering σn - vertikallast mot støpeskjøt (N/mm 2 ) fctd dimensjonerende strekkfasthet /1/ 3.1.6(2) Ab - bøylearmering gjennom støpeskjøt. Basert på tøyningstilstand i betraktet snitt beregnes total høyde, x2, av trykksonen. Justering av x2: x2 <= 0.35 * h1 ( når tverrsnitt er i stadium II d.v.s strekksone nederst ) x2 = avstand fra tyngdepunkt til overkant for totalt tverrsnitt når tverrsnitt er i stadium I. x2 >= x3 x1 = x2 x3. Basert på trykksonehøyden beregnes indre momentarm, z. Faktoren β: /1/ (6.24) hvis x1 = 0 så er β = 1 ( hele gurtkraften er over støpeskjøt ) Hvis x1 > 0 beregnes β: a2 : areal av trykksone over støpeskjøt a1 : areal av trykksone under støpeskjøt a1 og a2 beregnes. p2 : relativ trykkraft over støpeskjøt p1 : relativ trykkraft under støpeskjøt Det antas lineær spenningsfordeling, da det gir størst andel til kraft over støpeskjøt. p2 = a2*(x2 0.5*tp) p1 = a1*0.5*x1 β = p2 / (p1 + p2) VEdi = β *VEd / (z * bi ) Skjærspenning i støpeskjøten /1/ (6.24) /1/ 6.2.5(2) Glatt fuge c = 0.1 μ = 0.6 Ru fuge c = 0.2 μ = 0.7 Fortannet fuge c = 0.25

22 22 μ = 0.9 Merk. faktoren c er halvert for å ta hensyn til eventuelt dynamiske laster /1/6.2.5(5) VRd1 = c*fctd + μ* σn Hvis VEd > VRd1 så beregnes nødvendig skjærarmering gjennom støpeskjøt. Ab = (VEd - VRd1) / (fyd * μ ) ( mm 2 /mm) ( Forutsetter at α = 90 grader ). Maks tillatt skjærspenning kontrolleres i henhold til /1/ (6.25). VRd1 <= 0.5 * ν * fcd. Beregning av ν : /1/ 6.2.2(6). Hvis skjærspenningen er større enn beregnet grenseverdi, så skrives det ut en melding på skjermen, og Ab beregnes med VRd1 = 0 ( se ovenfor). Minste tillatte skjærarmering beregnes i henhold til /1/ NA.9.2.2(5) Maks avstand mellom skjærbøyler beregnes i samsvar med tidligere praksis.

23 23 7 Programrevisjoner Versjon 1.1, desember Første utgave av programmet. Versjon 1.0 versjon var basert på NS 3473 og NS 3490 Disse er beskrevet i brukerhåndbok EBJELKE-09.doc Versjon 6.0 mars Programmet er omarbeidet og tilpasset NS-EN :2004+NA:2008 og NS-EN 1990:2002+NA:2008. Versjon juni Beregning av forankringsbøyler eller forankringskraft. Kontrollsnitt legges ved kant av effektivt opplegg. Effektiv lengde med heftspenninger for spennarmering regnes fra bjelkens ende til kontrollsnitt * zuk (zuk er avstand fra underkant til tyngdepunkt for spennarmering i uk.. Tilsvarende for slakkarmering og for forankringsbøyler, men da regnes fra armeringens endepunkt til kontrollsnitt + 0.5*zuk. Programmet kan ta inn datafiler som er eksportert fra K-BJELKE versjon eller nyere versjoner (bjelke med momentledd). Generelle armeringsdata: Avstand til kant skal angis for forankringsbøyler. Utskrift av Materialdata: Hvis det er benyttet korrosjonsømfintlig armering så skrives det ut Krav til overdekning for bøyler er 10 mm mindre Profildata: Feilmelding hvis oppleggspunkt for transport, lagring eller utløfting er mindre enn 200 mm fra elementende. Versjon oktober Beregning av forankringslengde for hulldekke: Bruker kan angi en forhøyet strekkfasthet ved å bruke strekkfasthet etter 28 døgn ved bergning av forankringslengden lpt2 /1/ figur Dette baserer seg på forsøk utført av betongelementindustrien. Skjærarmeringens helningsvinkel med bjelkeaksen er 90 grader, men bruker kan angi en vinkel mellom 45 og 90 grader i soner mot opplegg. Trykkdiagonalens helningsvinkel med bjelkeaksen /1/ figur 6.5: Standardverdi i programmet er 39 grader, men bruker kan endre den fra 22 til 45 grader. Mindre helningsvinkel gir mindre skjærarmering, men mer forankringsarmering. Bruker kan angi egne lastfaktorer ( f.eks. for branndimensjonering). Feilmelding hvis en punktlast plasseres for nær bjelkens endepunkt. 8 Referanser /1/ NS-EN :2004+NA:2008 /2/ NS-EN 1990:2002+NA:2008 /3/ Konstruksjonshåndbok, Norges betongindustriforbund. /4/ Norsk Betongforening s Publikasjon nr

24 24